5-1酶1
人教(2019)生物必修1课时训练：5-1(第1课时) 酶的作用和本质
人教(2019)生物必修1课时训练5.1 降低化学反应活化能的酶第1课时酶的作用和本质一、选择题1.谷丙转氨酶主要存在于各种细胞中,尤以肝细胞为最高,整个肝脏内转氨酶含量约为血液中含量的100倍,是最常见的肝功能检查项目。
实验表明该酶能与双缩脲试剂反应呈现紫色,下列关于该酶的叙述正确的是( A )A.该酶的基本单位是氨基酸B.该酶在健康人群体检结果的值应为0C.该酶的数量因参与化学反应而减少D.该酶能升高化学反应的活化能解析:由题意可知,谷丙转氨酶的化学本质是蛋白质,其基本单位是氨基酸;由题干信息可知,谷丙转氨酶主要存在于人体各种细胞中,尤以肝细胞为最高,因此该酶在健康人群体检结果的值应大于0;酶在催化化学反应前后数量和化学性质不改变;酶的作用机理是降低化学反应所需要的活化能。
2.关于生物学实验中的变量,下列说法不正确的是( A )A.任何生物学实验都需要设置对照组和实验组B.对照实验中应遵循单一变量原则C.对照实验中一定存在自变量D.无关变量并不是与实验结果没有关系解析:只有对照实验才需设置实验组和对照组,纯粹的观察实验(如用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体)不需要设置实验组和对照组。
3.为探究H2O2酶对H2O2的分解作用,设计如图所示的实验。
下列关于如图所示实验的叙述中,错误的是( A )A.甲装置是实验组,乙装置是对照组B.H2O2溶液的浓度属于无关变量C.乙试管产生气泡的速率比甲试管快D.两支试管中H2O2溶液的体积应相同解析:用新鲜肝脏研磨液处理的乙装置为实验组,加清水的甲装置为对照组,其他的变量如H2O2溶液的浓度等引起反应速率改变的变量称为无关变量,应相同且适宜。
4.将A、B两种物质混合,T1时加入酶C。
如图为一定温度下A、B浓度的变化曲线。
下列叙述错误的是( B )A.酶C降低了A生成B这一反应的活化能B.该体系中酶促反应速率先慢后快C.T2后B增加缓慢是底物浓度降低导致的D.改变温度,T2值可能发生改变解析:T1时加入酶C后,A浓度逐渐降低,B浓度逐渐升高,说明酶C催化物质A生成了物质B,由于酶能降低化学反应的活化能,因此酶C降低了A生成B这一反应的活化能;由题图可知,该体系中酶促反应速率先快后慢(减慢的原因是底物减少);T2后,B增加缓慢是底物A减少导致的;根据题意,图示反应是在一定温度条件下进行的,若改变温度,则酶的功能可能会受到影响,酶促反应速率会发生改变,T2值可能会发生改变。
【高中生物】必修一第五章第1节《降低化学反应活化能的酶-一酶的作用和本质》教案
第五章第1节降低化学反应活化能的酶一、酶的作用和本质一、教材分析新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础，而新陈代谢的进行又离不开酶的催化作用，因此，了解酶的作用和本质，为理解细胞中复杂的生命活动的顺利进行奠定了基础。
本节内容还与选修模块的相关内容有着内在联系。
例如，选修模块中有关酶的应用等，都是以“酶与代谢”部分的相关内容为基础的。
此外，学生通过有关酶的的探究性学习活动获得的技能，对进一步学习生物技术实践等知识起到保证作用。
二、教学目标1. 知识目标（1）、说明酶在细胞代谢中的作用、本质。
（2）、阐述细胞代谢的概念2. 能力目标（1）、通过自主学习，培养学生推理、比较、分析、归纳总结的能力。
（2）、通过有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。
（3）、在有关实验、资料分析、思考与讨论、探究等的问题讨论中，提高运用语言表达的能力以及分享信息的能力。
3. 情感态度与价值观目标（1）、通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断的观察、实验、探索和争论中前进的，。
认同科学家不仅要继承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意见中的合理成分，还要具有质疑、创新和勇于实践的科学精神和态度。
（2）、通过小组间的讨论、合作与交流，培养学生的合作互助精神。
（3）、通过让学生了解酶的发现过程，使学生体会实验在生物学研究中的作用和地位；通过讨论酶在生产、生活中的应用，使学生认识到生物科学技术与社会生产、生活的关系。
三、教学重点和难点1、教学重点：酶的作用、本质2、教学难点：酶降低化学反应活化能的原理四、学情分析学生通过初三、高一阶段化学的学习，对于纯化学反应已比较熟悉，但是对于细胞内部的化学反应及生物催化剂──酶的认识有限。
工业制氨的化学反应是在高温高压并且催化剂作用下进行的，细胞内部却是常温常压的温和状态，而细胞代谢包括一系列的化学反应，这些化学反应的进行应该有生物催化剂──酶的参与，才能使其高效有序的进行，由此从学生熟悉的知识引入对酶相关知识的学习。
酶分子的一级结构
5－1－1－1 酶分子的一级结构构成酶蛋白的20种基本氨基酸的种类、数目和排列顺序，是酶蛋白的一级结构。
组成酶蛋白的氨基酸的数目和种类与其催化的反应性质及酶的来源有关。
例如，猪胃蛋白酶，在酸性很强的胃液中起催化作用，其分子中酸性氨基酸的数目远大于碱性氨基酸（43：4），这是与其催化的环境相适应的。
来源不同的同一酶或功能相似的酶，氨基酸组成相近。
但并不相同。
存在生物种间的差异，甚至存在个体、器官、组织间的差异。
例如，植物溶菌酶与动物溶菌酶相比，其分子中脯氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸含量非常高。
狒狒乳汁溶菌酶与人溶菌酶的一级结构之间，有几个氨基酸残基不同，狒狒溶菌酶含精氨酸少，且不含蛋氨酸。
同是鸭卵溶菌酶，Ⅱ型和Ⅲ型酶中，赖氨酸、酪氨酸、甘氨酸数目，也分别相差1～2个。
在一级结构中，有些酶的－SH参与酶的活性中心，是活性中心最重要基因之一，有些酶的二硫键对维持酶的活性很重要，或通过－S－S－与－SH互变表现酶的活性。
5－1－1－2 酶分子的空间结构酶分子的空间结构即是维持酶活性中心所必需的构象。
酶和其他蛋白质一样，二级结构单元主要是 －螺旋， －折叠、 －转角和无规卷曲四种。
酶分子的肽链以 －折叠结构为主，折且结构间以 －螺旋及折叠肽链段相连。
－折叠为酶分子提供了坚固的结构基础，以保持酶分子呈球状或椭圆状。
在酶的二级结构中，结构单元在结合底物过程中，常发生位移或转变。
从酶活性中心的柔性特征来看，有人提出 －折叠结构可能对肽链的构象相对位移有利，这种结构可以把一些空间位置上邻近的肽段固定在一起，以维持稳定的活性构象。
酶分子（或亚基）的三级结构是球状外观。
在三级结构构建过程中， －折叠总是沿主肽链方向于右手扭曲，构成圆筒形或马鞍形的结构骨架， －螺旋围绕着 －折叠骨架结构的周围或两侧，形成紧密曲折折叠的球状三级结构。
由于非极性氨基酸，如苯丙氨酸、亮氨酸、丙氨酸等在 －折叠中出现的几率很大，因此在分子内部形成疏水核心，而表面则多为 －螺旋酸性氨基酸残基的亲水侧链所占据。
必修一5-1细胞代谢中的酶和ATP
必修一5-1细胞代谢中的酶和ATP一、选择题1．下列关于细胞生理过程的描述，正确的是() A．大肠杆菌在有氧状态下利用细胞质中的相关酶系合成A TPB．吞噬细胞摄入抗原，经处理后合成相应的抗体C．人的红细胞成熟后，仍继续合成蛋白质D．叶肉细胞利用核孔实现核内外DNA、RNA和蛋白质的交换答案 A解析抗体是由浆细胞产生的；人的成熟的红细胞细胞核已退化，不再合成蛋白质；叶肉细胞细胞核内的DNA不与核外发生交换；大肠杆菌可进行有氧呼吸合成ATP。
2．有工厂利用酶将废弃动、植物油脂与甲醇等反应生产生物柴油，最适用于该过程的酶是() A．胆碱酯酶B．固醇酯酶C．脂肪酶D．磷脂酶答案 C解析废弃的动、植物油脂在脂肪酶的作用下转化为小分子物质，用作能源物质。
3．下列有关A TP的叙述，正确的是() A．线粒体是蓝藻细胞产生A TP的主要场所B．光合作用产物中的化学能全部来自A TPC．ATP分子由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成D．细胞连续分裂时，伴随着ATP和ADP的相互转化答案 D解析蓝藻属于原核生物，体内没有线粒体结构。
光合作用产物中的化学能全部来自于光能。
ATP分子由1个腺苷和3个磷酸基团组成。
细胞连续分裂时，需要消耗能量，伴随着ATP和ADP的相互转化。
4．下列有关酶的叙述，其中正确的是() A．酶提供了使反应能进行所必需的活化能B．酶在催化反应时与温度和pH有关，而酶的活性与温度和pH无关C．若酶的空间结构被破坏，则其正常活性就会丧失D．一个酶分子只起一次作用答案 C解析根据酶的作用机理，A、D两选项是错误的。
酶的催化作用与酶的活性受温度、pH、酶浓度、底物浓度、抑制剂、激活剂等多种因素的影响，酶的活性有其特定的最适温度和pH等。
因此，B项是错误的。
5．关于新陈代谢与酶、A TP的关系，描述错误的是() A．酶的种类具有物种差异性，而ATP却无物种差异性B．酶、ATP都与新陈代谢密切相关，但两者的合成毫无关系C．ATP是保证新陈代谢正常进行的能源物质D．酶能促使新陈代谢正常进行答案 B6．下列四项中哪项能表示我国选手刘翔在2004年雅典奥运会上进行110米栏比赛时，肌细胞中ATP的变化(纵轴表示细胞中的ATP含量，横轴表示时间) ()答案 B解析进行110米栏比赛时首先要消耗ATP，而人体内的乳酸含量及吸收的氧气量并未增加，供能系统是A TP—磷酸肌酸，其能量供应有限，所以有减少趋势，但随着ATP的再生，其含量又会进一步增加。
5-1细菌感染与致病机制
皮肤
葡萄球菌、绿脓杆菌、白念珠
菌
丙酸杆菌、类白喉杆菌、
尿道
非致病性分枝杆菌
白色葡萄球菌、类白喉杆菌、
非致病性分枝杆菌
肠道 大肠杆菌、产气杆菌、变形杆菌 绿脓杆菌、葡萄球菌、厌氧性细菌 真菌、乳杆菌，双歧杆菌等
肠道的正常菌群
健康壮年 粪便涂片
健康青年 粪便涂片
健康中年 粪便涂片
» 生物拮抗 » 营养作用 » 免疫作用 » 抑癌作用 » 抗衰老作用
眼结膜 白色葡萄球菌、干燥杆菌
人 体 内 正 常 菌 群 的 分 布
阴道 大肠杆菌、乳杆菌 白念珠菌、类白喉杆 菌 非致病性分枝等
外耳道 葡萄球菌、类白喉杆菌 绿脓杆菌、非致病性分枝杆菌
鼻咽腔 葡萄球菌、甲，丙型链球菌 肺炎球菌、奈氏菌、类杆菌 表皮葡萄球菌 口腔 等 甲，丙型链球菌 类白喉杆菌、肺炎球菌 奈氏菌、乳杆菌、梭杆菌 螺旋体、放线菌、白念珠菌
※致病条件
•
寄居部位的改变
•
免疫功能低下
•
菌群失调（dysbacteriosis）
菌群失调症或菌群交替症（microbial selection and substitution）
二重感染：金黄色葡萄球菌、白假丝酵母菌等
二、 细菌的致病机制
致病性(pathogenicity)： 病原生物在宿主体内定居、增殖并引起疾病的性质。是质的概念。
※内毒素的主要特点
• 特点 – 来源--G-菌细胞壁 – 化学性质--脂多糖（LPS） – 相对稳定，耐热 – 毒性作用较弱，对组织无选择性 – 有抗原性，但抗体的中和作用较弱 – 不能→类毒素
• 发热反应 • 白细胞反应 • 内毒素血症与内毒素休克 • Shwartzman现象与DIC
1-5-1 降低化学反应活化能的酶(27张PPT)
1773年，意大利科学家斯帕兰札尼做了 一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金 属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去。过 一段时间后，他把小笼子取出来，发现 笼内的肉块消失了。
问题：是什么物质使肉块消失了？
胃蛋白酶
一、酶在细胞代谢中的作用
细胞代谢： 细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。
探究PH对酶活性的影响
取三只试管编号
1
2
3
注入新鲜的淀粉酶溶液 1mL
方 注入蒸馏水
1mL
法
步 注入氢氧化钠溶液
\
骤 注入盐酸
\
1mL \
1mL \
1mL \ \
1mL
注入可溶性淀粉溶液
2mL
2mL 2mL
加碘液
2滴
2滴 2滴
结果 现象
不变蓝 变蓝 变蓝
结论 酶的催化作用需要在适宜的PH下进行
υ/mmol. s-1
Fe3+：降低化学反应的活化能
酶：更显著地降低化学反应的活化能 酶降低化学反应活化能的图解 活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要
的能量。
（二）酶的本质
巴斯德之前
发酵是纯化学过程
巴斯德
李比希
活酵母细胞参与发酵 死酵母细胞释放物质
毕希纳 酿酶使糖液变成酒
萨姆纳 脲酶是蛋白质
其他科学家 很多酶都是蛋白质
资料1：威白污渍爆炸盐(独有三重复合酶配方） 威白教你洗衣小绝招： ①洗前浸泡三十分钟，效果更佳 ②若衣服太脏，可适当增加用量 ③用温水浸泡效果更好，但水温不要超过60℃
资料2：我们知道口腔温度和体温差不多，而 当我们口腔中的唾液淀粉酶进入胃中以后，却 发现，唾液不再具有催化淀粉分解的功能。 （提示：唾液PH6.2－7.4,胃液PH0.9－1.5）
新人教版必修1高中生物第5章第1节第1课时酶的作用和本质
2.连线。
3.在实验中需要控制各种变量,其中人为改变的变量是( ) A.因变量 B.自变量 C.无关变量 D.控制变量 解析:在实验中,需要控制相应的一些变量,以免影响实验结果。 其中,人为改变的变量称为自变量;随着自变量的变化而变化的变 量称为因变量;除自变量外,对实验结果能造成影响的一些可变因 素称为无关变量。 答案:B
探究点一
探究点二
2.下列关于活化能的叙述,不正确的是( ) A.活化能是指分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态 所需要的能量 B.无机催化剂、水浴加热都可以降低化学反应的活化能 C.酶可以降低化学反应的活化能 D.同无机催化剂相比,酶降低活化能的作用效果更显著 解析:酶和无机催化剂均能降低化学反应的活化能,同无机催化 剂相比,酶降低活化能的作用效果更显著;水浴加热可以给化学反 应提供能量,但不能降低化学反应的活化能。 答案:B
探究点一
探究点二
归纳提升
1.与酶有关的知识总结
化学本质 绝大多数酶是蛋白质 合成原料 氨基酸
少数酶是 RNA 核糖核苷酸
合成场所 作用场所 来源 生理功能 作用原理
核糖体
细胞核(真核生物)
细胞内、外或生物体外
一般来说,活细胞都能产生酶
具有生物催化作用
降低化学反应的活化能
2.酶与无机催化剂的共同点 (1)能催化化学反应的进行,并不为化学反应提供物质和能量,本 身不被消耗,不改变化学反应的方向。 (2)降低反应的活化能,使反应速率加快,但不改变生成物的量。
三、酶的本质 1.合成场所:活细胞中。 2.化学本质:绝大多数是蛋白质,极少数是RNA。
预习反馈 1.判断正误。 (1)酶是具有催化作用的有机物。( √ ) (2)有些酶中含有核糖。( √ ) (3)酶只有在活细胞内才能发挥作用。( × ) (4)酶可以从食物中直接获取。( × ) (5)与无机催化剂相比,酶催化效率更高的原因是酶降低活化能的 作用更显著。( √ )
5-1第2课时 酶的特性和影响酶活性的因素 课件 生物人教版必修1-PPT
现探究精氨酸降低酶 B 活性的作用方式属于模型 A 还是模型 B。 (1)写出采取的实验思路。 提示：实验思路大致是在酶量一定且底物浓度合适并使酶活性充分发挥的反 应体系中加入精氨酸，同时不断提高底物浓度，观察酶促反应速率变化。
(2)写出预测实验结果和实验结论。 提示：如果酶促反应速率能恢复，则说明精氨酸降低酶活性的作用方式属于 模型 A；如果酶促反应速率不能恢复，则说明精氨酸降低酶活性的作用方式 属于模型 B。
网络构建（一图串尽主干知识）
D．易受酸碱度影响
解析：从图解可以看出甲是酶，甲酶只能催化乙分解为丙和丁，而对戊不起
作用，说明酶的催化具有专一性。 答案：A
2．纺织工业上的褪浆工序通常有两类：化学法和加酶法。化学法，需要 7～9 g/L
的 NaOH 溶液，在 70～80 ℃条件下作用 12 h，褪浆率仅为 50%～60%；
而加酶法，用少量细菌淀粉酶在适宜的条件下，只需作用 5 min，褪浆率即
1 min 后碘液检测 溶液呈棕黄色 溶液呈棕黄色 溶液呈棕黄色
A．适当增加 3%的淀粉溶液的体积 B．适当提高 α 淀粉酶溶液的浓度 C．将实验温度改为 0 ℃、55 ℃、100 ℃ D．将检测试剂碘液改为斐林试剂
解析：试管 1、2、3 没能成功，是因为所用淀粉量过少，或者酶量较多，酶 具有高效性，故在 45 ℃、55 ℃、65 ℃条件下都没有淀粉剩余，可以增加 淀粉量或者减少酶量，重新设置实验，A 正确，B 错误；验证 α 淀粉酶的最 适温度是 55 ℃，将实验温度设置为 0 ℃、55 ℃、100 ℃，因为温度梯度 过大，实验结果不能说明酶的最适温度就是 55 ℃，C 错误；斐林试剂检测 还原糖需要水浴加热，会破坏设置的温度条件，D 错误。 答案：A
高三生物一轮复习 必修1 5-1 降低化学反应活化能的酶
H2O2 浓度
1
3% 2ml
试管编号 2 3
3% 2ml 3%
说明 4
3%
2ml
2ml
鲜肝研 磨液
二
反应条件
常温
90℃ FeCl3 2滴
2滴清水 2滴清水
2滴
结 气泡产生 果 卫生香燃烧 结论
比较过氧化氢在不同条件下的分解速率
步骤 对照实验 一
H2O2 浓度
等量性原则
对照组
1
3% 2ml
试管编号 实验组 2 3
定相同，在保温时必须加以考虑。市售的淀粉酶
的最适温度一般在60 ℃左右，唾液淀粉酶的最适
温度在37 ℃左右。
例1：(2009· 全国卷Ⅱ)已知2H2O2===2H2O＋O2↑，可以通 过观察反应过程中O2的生成速度(即气泡从溶液中释放的 速度)来判断H2O2分解反应的速度。请用所给的实验材料 和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作
该曲线表明，B点的反应底物的浓度足够大，是 酶的数量限制了反应速率的提高，这时如果加 入少量的酶，反应速率将如何变化？曲线如何
跟踪训练
1. （2009年上海卷）将刚采摘的甜玉米立即放入沸
水中片刻，可保持其甜味。这是因为加热会（ ） A．提高淀粉酶活性
B．改变可溶性糖分子结构
C．防止玉米粒发芽 D．破坏将可溶性糖转化为淀粉的酶
易错归纳
1.在探究温度对酶活性的影响时，对照组加入
等量的反应物如2 mL可溶性淀粉后，要先放入不 同的环境中保温5分钟，使反应物达到所处不同环 境的温度。然后再加处于对应温度下的新鲜酶液， 摇匀维持5分钟。否则若加入酶后再放入不同温度
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
必修一5-1细胞代谢中的酶和ATP
较多
助燃 性 较 强
Fe3＋ 能 催 化 H2O 2分 解
3.实验过程的变量及对照分析
自变量
因变量
无关变量
对 实 照 验 组 组
2号： 90℃水 加入H2O2 浴加热 2、 的量； 3号：加 H2O2分解 3 实验室 入 速率用 的温度 1号 、 3.5%Fe 产生气 ；FeCl3 试 4 Cl3溶液 泡的数 管 号 和肝脏
B．前者是使过氧化氢分子的能量提高，而 后者不影响过氧化氢分子的能量 C．二者都可以降低过氧化氢分子的活化能
D．酶和Fe3＋的作用原理是不同的
解析 加热主要是使过氧化氢分子的能量提 高，达到活化能，使反应进行；催化剂是降
低过氧化氢分子的活化能，使分子原来具有 的能量达到活化能，从而能够发生反应，二 者的基本原理是不同的；酶和Fe3＋都是催 化剂。它们的作用原理是相同的，只是效率 不同。
8.0、8.5、9.0)→分别滴加等量的同种新鲜 的质量分数为20%的肝脏研磨液→用点燃但 无火焰的卫生香来检验氧气的生成情况。
的催化作用增强，超过这一范围酶催化作用
将减弱。
(2)在最适pH时，酶的催化作用最强，高于
或低于最适pH，酶的催化作用都将减弱。
分子中含有一个腺苷，三个 ，两 高能磷酸 个 ，ATP分子中大量的化学能 储存在 中。
二、ATP与ADP的相互转化 1．ATP水解：在有关酶的催化作用下， ATP分子中 的
高能磷酸键
远离腺苷(A)
很容易水解，并释 游离的磷酸(Pi)
放能量。
2．ATP形成：在有关酶的催化作用下，
ADP可以接受能量，同时与一个 结合，重新形成ATP。
新课标生物必修一达标检测试题：5-1-2降低化学反应活化能的酶-酶的特性
新课标·生物必修一·达标检测试题15酶的特性1．下列关于酶催化特性的叙述，正确的是()A．低温降低分子运动速率，抑制酶的活性B．高温激发酶的活性，提高酶促反应速率C．增大底物的浓度，酶促反应速率可以持续上升D．增加酶的物质量，酶促反应的产物量随之增加解析：低温降低分子运动速率，从而抑制酶的活性；温度过高使酶失活，可降低酶促反应速率；增大底物的浓度，酶促反应速率还受酶浓度的影响。
答案：A2．某加酶洗衣粉说明上注明用40～60 ℃的温水浸泡去污效果更佳，这说明酶的催化() A．有高效性B．有特异性C．需要适宜的条件D．有多样性解析：酶的催化需要有适宜的温度和pH。
答案：C3．如图为蔗糖酶作用机理示意图，下列说法正确的是()A．蔗糖酶的化学本质是RNAB．该示意图说明酶具有高效性C．一分子蔗糖可以水解为2分子葡萄糖D．蔗糖酶不能催化麦芽糖水解是因为它们不能结合形成酶—底物复合物解析：蔗糖酶的化学本质是蛋白质；此图表明酶具有专一性，蔗糖酶只能催化分解蔗糖，而不能催化分解麦芽糖，其原因是酶与底物不能结合。
蔗糖是由葡萄糖和果糖脱水缩合形成的二糖。
答案：D4．关于温度对酶活性影响的叙述，错误的是()A．不同酶的最适温度可能相同B．随着温度降低，酶促反应的活化能下降C．酶活性最高时的温度不适合该酶的保存D．高温下酶失活是酶空间结构被破坏的结果解析：不同酶的最适温度可能相同，也可能不同，A正确；在一定的范围内随着温度的降低，酶的活性下降，而酶促反应的活化能是不会降低的，B错误；低温时，酶的活性降低，但酶的空间结构稳定，因此，酶制剂适于在低温(0～4 ℃)下保存，C正确；高温、强酸、强碱都会破坏酶的空间结构，从而使酶失活，D正确。
答案：B5．下面是酶活性受pH影响的示意图，其中正确的是()解析：酶活性受pH的影响，在最适pH时，酶活性最高，pH过低或过高，酶分子结构受到破坏，酶活性丧失，不可恢复；在一定的pH范围内，酶活性随pH增大而增加，超过了最适pH，酶活性随pH增大而降低。
5-1 降低化学反应活化能的酶--酶的作用和本质
5-1 降低化学反应活化能的酶
一、酶的作用和本质
庆阳市合水县第一中学邹兴文
一、教学目标：
知识方面：说明酶在细胞代谢中的作用、本质。
能力方面：进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组。
情感态度价值观：通过酶本质的探讨，认同科学是在不断的探索中进行；认同科学家不仅需要继承前人的科研成果，而且要具有质疑、创新和勇于实践的科学态度和精神。
二、教学重点、难点：
1、教学重点：酶的作用、本质。
2、教学难点：
⑴酶降低化学反应活化能的原理。
⑵控制变量的科学方法。
三、课时安排：1课时
四、教学方法：直观教学、讲解、启发、实验法。
五、教具准备：PPT课件、视频。
八、课堂练习：
九、课后作业：继续探讨“资料分析”中其他的讨论题，完成本节的知识梳理。
1型5α-还原酶
1型5α-还原酶1型5α-还原酶，也称为5α-还原酶1型（5-alpha-reductase type 1），是一种酶类蛋白质，它在人体中起着重要的生理作用。
本文将介绍1型5α-还原酶的功能、作用机制以及与健康相关的重要性。
1型5α-还原酶是一种催化酶，它在人体内催化睾酮（testosterone）和雄二酮（dihydrotestosterone，DHT）之间的转化反应。
具体而言，该酶将睾酮转化为雄二酮，后者是一种更加活性的雄性激素。
这一转化过程发生在多个组织中，包括男性生殖器官、前列腺以及一些其他组织。
1型5α-还原酶的主要功能是调节雄激素的水平，尤其是调节DHT 的浓度。
DHT是一种强效的雄性激素，它在男性身体中起着至关重要的作用。
DHT参与了男性性器官的发育、生长和维护，同时也对头发生长、前列腺健康等方面至关重要。
在男性身体中，1型5α-还原酶主要存在于前列腺组织中。
这意味着，该酶在前列腺中起着重要的调节作用。
通过将睾酮转化为DHT，1型5α-还原酶可以增加DHT在前列腺中的浓度，从而影响前列腺的生理功能。
这对于维持前列腺健康、预防前列腺增生和前列腺癌等疾病具有重要意义。
除了前列腺，1型5α-还原酶在其他组织中也起到一定的作用。
例如，该酶在毛囊细胞中的表达量较高，这解释了为什么DHT与脱发之间存在明显的关联。
通过将睾酮转化为DHT，1型5α-还原酶可以增加DHT在毛囊细胞中的浓度，从而影响头发的生长周期和健康状态。
1型5α-还原酶在某些疾病的发展过程中也起着关键作用。
例如，前列腺癌是男性中常见的恶性肿瘤之一。
研究发现，1型5α-还原酶在前列腺癌细胞中的表达量明显增加，这与前列腺癌的发展和进展密切相关。
鉴于1型5α-还原酶在多个生理过程中的重要作用，它成为了一些药物治疗的靶点。
一些5α-还原酶抑制剂药物，如非那雄胺（finasteride）和达特罗福林（dutasteride），可以抑制1型5α-还原酶的活性，从而降低DHT的水平。
前列欣胶囊致严重肝损伤1例
二 铵胶 囊 （ 每次 ３ 粒， 每１ ３ ３ 次） 进行 保 肝 治 疗 。７月 ３ ０ 索Ｃ Ｎ Ｋ Ｉ 数据库 ， 万方数据库 ， 未 见其致药物性肝 损伤
［ ４ ］王希 海． 中草药引起 中毒性肝病 的病理变化 【 Ｊ Ｉ ． Ｉ Ｉ 缶 床肝胆病 杂
志， １ ９ ９ ７ ， ８ （ ３ ） ： １ ２ ６ ．
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中国药物警戒第 １ ２卷第 ９期
２ ０ １ ５年 ９月 Ｓ ｅ ｐ ｔ ｅ ｍｂ ｅ ｒ ， ２ ０ １ ５ ， Ｖ ｏ ｌ １ ２ ， Ｎ ｏ ９
中 图分 类 号 ： Ｒ ９ ９ ４ ． １ １ ； Ｒ ２ ８ ６ 文献 标 识 码 ： Ｂ 文章 编 号 ： １ ６ ７ ２ — ８ ６ ２ ９ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ９ — ０ ５ ７ ４ — ０ １
［ ８ ］孟雪莲 ， 曾晓菲 ， 孙祖越 ， 等． 丹参致 大鼠肝 细胞 脂质过氧化损 伤 的实验研 究［ Ｊ １ ｌ 辽宁 大学学报 ， ２ ０ ０ ５ ， ３ ２ （ １ ） ： ３ ２ ．
公英 、 川楝子 、 白芷 、 石苇 、 枸杞子 。 研究 表明 ， 大鼠灌胃
给 予 川楝 子 后 ， 可 对 肝 脏 产 生 明显 的毒 性 ， 其 机 制 可 能 与 自由基 及 炎症 因 子有 关 。现 代研 究 ＿ ２ ＿ 表 明川 楝 子 的主
5-甲基硫代核糖-1-磷酸异构酶
5-甲基硫代核糖-1-磷酸异构酶（MTH1）是一种重要的酶，它在细胞内发挥着关键的生物学功能。
本文将从MTH1的结构、功能、生物学意义以及与疾病相关的研究进展等方面进行介绍。
一、MTH1的结构MTH1是一种催化剂，其主要功能是分解氧化性核苷酸的代谢产物。
MTH1是由24kD的单亚基蛋白组成，具有多个膜结合区。
该酶具有一个独特的核苷酸磷酸化底物结合区和催化共价中间体的酸性催化位点。
二、MTH1的功能MTH1主要参与细胞内氧化应激的调控，并通过将氧化性核苷酸代谢产物转化为无毒的前体从而维护基因组的完整性。
该酶的主要功能是防止细胞DNA和RNA损伤，保护细胞免受氧化应激的伤害。
三、MTH1的生物学意义MTH1在细胞内发挥着重要的生物学功能，其主要作用是保护细胞免受氧化损伤，确保DNA和RNA的完整性。
研究表明，MTH1的缺失会导致细胞内氧化应激的增加，最终导致细胞凋亡和肿瘤的发生。
四、与疾病相关的研究进展由于MTH1的功能与维持基因组完整性有关，因此与MTH1相关的疾病研究备受关注。
研究发现MTH1在肿瘤的发生和发展过程中起着重要作用。
MTH1已成为肿瘤治疗领域的研究热点之一。
研究人员通过抑制MTH1的活性，试图探索一种新的肿瘤治疗策略，以期望达到更好的治疗效果。
5-甲基硫代核糖-1-磷酸异构酶作为一种重要的酶，在细胞内发挥着重要的生物学功能。
通过对MTH1的结构、功能、生物学意义以及与疾病相关的研究进展进行深入了解，有助于更好地认识该酶在细胞内的作用机制，为相关疾病的治疗提供新的思路和策略。
希望未来能够进一步深入研究MTH1，并在临床应用中取得更多的突破。
MTH1作为一种重要的酶，在细胞内发挥着关键的保护作用。
其功能主要在于维护基因组的完整性，防止DNA和RNA受到氧化损伤，以及减少细胞内的氧化应激水平。
MTH1的结构特点和生物学功能使其成为肿瘤治疗和药物研发领域的研究热点。
在参与氧化应激反应的调控过程中，MTH1会通过将氧化性核苷酸代谢产物转化为无毒的前体，从而保护细胞免受氧化应激的伤害。
1型5α-还原酶
1型5α-还原酶1型5α-还原酶是一种酶类蛋白质，具有重要的生物学功能。
它在体内调节睾酮的代谢转化，对于男性生殖系统的正常发育和功能至关重要。
我们来了解一下1型5α-还原酶的基本特征。
该酶由SRD5A1基因编码，主要存在于男性生殖系统组织中，如睾丸、前列腺等。
它的主要功能是将睾酮转化为二氢睾酮，这是一种更强效的雄激素。
这种转化过程是通过将睾酮的17号碳原子上的双键还原而实现的。
1型5α-还原酶的生物学功能主要体现在两个方面。
首先，它参与了睾酮的代谢途径，调节了睾酮的浓度和生物活性。
睾酮是男性主要的性激素之一，它在男性性器官发育、精子生成和性功能方面起到重要作用。
通过将睾酮转化为二氢睾酮，1型5α-还原酶可以增强睾酮的生物活性，进一步促进男性生殖系统的正常发育和功能。
1型5α-还原酶在男性激素相关疾病的发生和发展中起到了重要的调节作用。
一些研究发现，1型5α-还原酶的活性和表达水平异常与男性激素相关疾病的发生有关。
例如，前列腺增生症和男性型秃发等疾病与1型5α-还原酶的活性降低有关。
进一步研究发现，通过调节1型5α-还原酶的活性，可以有效治疗这些疾病，为相关疾病的治疗提供了新的思路和方法。
除了在男性生殖系统中的作用外，1型5α-还原酶在其他组织和器官中也发挥着重要的生物学功能。
例如，在皮肤、肝脏和大脑等组织中，1型5α-还原酶也参与了睾酮的代谢转化过程。
这进一步说明了1型5α-还原酶在全身范围内的生物学意义。
对于1型5α-还原酶的研究，科学家们也不断进行探索和深入。
他们通过研究1型5α-还原酶的结构和功能特征，揭示了其调控机制和调控因子。
同时，还开展了与1型5α-还原酶相关的药物研发和临床应用研究，为相关疾病的治疗提供了新的思路和方法。
1型5α-还原酶作为一种重要的酶类蛋白质，在男性生殖系统的正常发育和功能、男性激素相关疾病的发生和发展等方面起着重要的调节作用。
通过对1型5α-还原酶的研究，我们可以更好地理解男性生殖系统的调节机制，为相关疾病的治疗提供新的思路和方法。
ug-1酶单位
ug-1酶单位
酶活力单位U和IU是一样的。
I表示international。
国内外大多数临床实验室常省略国际二字，即将IU简写为U。
在特定条件下，1分钟内转化1微摩尔底物，或者底物中1微摩尔有关基团所需的酶量，称为一个酶活力国际单位（IU，又称U）。
在生物酶中一般用大写字母U表示限制性内切酶的活性单位，原则上是在50μl的反应液中，37°C的温度条件下，经过一个小时反应，将1μgDNA完全分解所需要的限制性内切酶。
酶活力大小有2个单位，at和U。
1min内能转化1μmol底物的酶量称为1酶单位（U），1s内能转化1mol底物的酶量为1 fatal （简称at）。
它们的换算如下：1 at=6×10^7 U，1U=16.67n at。
酶活力单位（U，active unit）酶活力的度量单位。
1961年国际酶学会议规定：1个酶活力单位是指在特定条件（25℃，其它为最适条件）下，在1分钟内能转化1微摩尔底物的酶量，或是转化底物中1微摩尔的有关基团的酶量。
其中一个称酶活力国际单位，规定为：在特定条件下，1分钟内转化1微摩尔底物，或者底物中1微摩尔有关基团所需的酶量，称为一个国际单位（IU，又称U）。
另外一个国际酶学会议规定的酶活力单位是At，规定为：在最适条件下，1秒钟能使1摩尔底物转化的酶量。
At和U的换算关系：1 At=6×107U，1U=16067n At酶的比活力（specific activity）：是指每毫克质量的蛋白质中所含的某种酶的催化活力。
是用来度量酶纯度的指标。
是生产和酶学研究中经常使用的基本数据。
【生物】酶的作用和本质课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1
02 比较过氧化氢酶在不同条件下的分解 科学方法——控制变量和设计对照实验
（1）控制变量
①变量：实验过程中的变化因素。
②自变量：人为控制的对实验对象进行处理的因素（不同条件X）。 温度（加热）、催化剂（FeCl₃溶液、肝脏研磨液）。
（3）3号试管Fe3+数比4号试管H2O2酶高25万倍，但4号反应速率更快，这说明什么？
过氧化氢酶比Fe3+ 的催化效率高得多。
02 比较过氧化氢酶在不同条件下的分解 （6）实验结论
➢ 加热、FeCl3溶液中的Fe3+以及新鲜肝脏研磨液中的过氧化氢酶都能加快过氧 化氢分解。
➢ 与无机催化剂Fe3+相比，过氧化氢酶的催化效率更高。
02 比较过氧化氢酶在不同条件下的分解
思考与讨论 1.为什么要选用新鲜的肝脏？ 保证过氧化氢酶的数量和活性（肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机 物就会在腐生菌的作用下分解，会影响过氧化氢分解成 H2O 和 O2 的速率）。
2.为什么要将肝脏制成研磨液？ 使肝细胞破裂从而释放出过氧化氢酶，增大酶与过氧化氢的接触面积，加速过氧化氢 的分解。
通过O2的产生量判断 单位时间内产生气泡的多少；
H2O2的分解情况
带火星的卫生香的复燃情况。
02 比较过氧化氢酶在不同条件下的分解
02 比较过氧化氢酶在不同条件下的分解
（3）实验步骤
1号
2号
3号
4号
2mLH2O2
常温
90℃ 水浴加热
2滴 3.5%FeCl3
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4.底物浓度
最适温度
t/℃
酶 促 反 应 速 率
酶 促 反 应 速 率
酶的浓度
酶的量一定 底物浓度
2.将唾液淀粉酶先放入沸水中2分钟，再放在37℃
Hale Waihona Puke 的恒温水浴中，酶的催化效率前后变化是（ D ）
A.不断降低
B.先升后降
C.先降后升
D.没有变化
3.下图纵轴为酶反应速度，横轴为底物浓度，其中能
衣料？（B D ）
A.化纤 B.纯毛
C.纯棉
D.真丝
（3）为了更好地除去衣物上的油渍，在洗衣粉中
还可以加入什么酶？
脂肪酶
P81资料分析 （二）酶的本质
发酵是纯化学反应，与生命活动无关
发酵与 活细胞 有关
巴斯德
脲酶是 蛋白质
争论
毕希纳 萨姆纳
李比希
发酵与死细胞 中的物质有关
死细胞中的物 质和活细胞都
（3）如果在B点时往反应混合物中加入少量同样的 酶，曲线会发生什么变化？为什么？请画出相应的曲 线。
氨基酸
少数是_R__N_A_
核糖核苷酸
核糖体
细胞核
活细胞
生物催化作用
降低化学反应的活化能
细胞内、外或生物体外均可
3、酶的作用条件较温和
υ/mmol. s-1
温度低于最适温度时
酶促反应速率（酶活性） 随着温度的升高而上升
最适温度
t/℃ 酶活性受温度影响示意图
动物:35~40oC； 植物:40~50oC； 有的酶最适温度可高达70oC
促
酶的浓度：
反
应
酶促反应速率随酶浓度的
速
升高而逐渐加快
率
表示 底物 （底物含量充足）
表示 酶
酶的浓度
影响酶促反应速率的因素： 酶
底物浓度：
促 反
酶促反应速率随底物浓度的 应
速
升高先加快再不变
率
表示 底物
表示 酶 （酶的量有限）
酶的量一定 底物浓度
影响酶促反应速率的因素： 1.温度 2.pH 3.酶的浓度
脂肪水解酶、ATP合成酶、胃蛋白酶、
唾液淀粉酶、酸性蛋白酶
与1号试管相比，2号试管 出现什么不同的现象？这 一现象说明什么？
加热可以促进过氧化氢分解
90℃水 浴加热
（1）、3号试管和4号试管未经加热也有大量的气 泡产生，这说明什么？
Fe3+ 和新鲜肝脏中的过氧化氢酶都能加快过氧化氢分解
（2）、3号和4号试管相比，哪支试管反应速率快？ 说明什么？
第5章 细胞的能量供应和利用
第1节 降低化学反应活化能的酶
一、酶的作用和本质
2KClO3 MnO2 2KCl+3O2
催化剂：
1、改加变快化学反应速率（提高或降低） 2、缩短到达化学平衡所需时间 3、不改变化学平衡 4、本身的数量和性质在反应前后不发生改变
叶绿体CO2+H2O
光（酶能CH2O) +O2
4号，说明过氧化氢酶的催化效率更高
活化能：分子从常态转变为容易发生化 学反应的活跃状态所需要的能量。
各条件使反应加快的本质：
加热：提高分子的能量 Fe3+：
降低化学反应的活化能 酶：
10
10
催化剂的作用原理是：降低化学反应的活化能
11
酶的高效性：和无机催化剂相比，
酶的催化效率大约是其的107～1013倍
能量
………………活化态
活
化
能
反应物
非催化过程 无机催化过程 酶催化过程
产物
反应进程
酶的专一性：是指一种酶只能催化
一种化合物或一类化合物的化学反应。
酶作用的机理
酶作用的机理
1、加酶洗衣粉中一般含有蛋白酶，请回答下面的问题： （1）这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的
奶渍和血渍？
（2）含有蛋白酶的洗衣粉不宜用来洗涤下列哪些
最适温度时： 酶促反应速率（酶活性） 最高 温度高于最适温度时
酶促反应速率（酶活 性）随着温度的升高 而下降
动物:6.5~8.0 胃蛋白酶的最适pH:1.5
植物:4.5~6.5。
pH低于最适pH时
酶活性随着pH的升高而 上升
最适pH时：
酶活性最高
pH高于最适pH时 酶活性随着pH的升高 而下降
υ/mmol. s-1
正确表示酶量增加1倍时，底物浓度和反应速度关系
的是( B )
大显身手
课本86页拓展题1：右图表示 反
的是在最适温度
下，反应物
应 速
浓度对酶所催化的化学反应 率
速率的影响。
.
..
Ｂ
Ｃ
Ａ
反应物浓度
（1）请解释在A、B、C三点时该化学反应的状况。
（2）如果在A点时温度升高10℃，曲线会发生什么 变化？为什么？请画出变化后的曲线。
线粒C体6H12O6+6H2O+O2 氧气6CO2+12H2O+能量 酶
核糖体 氨基酸
酶 多肽
缩合脱水
是细胞生命活动的基础
细胞中每时每刻都进行着许多化学反应的统称。
酶的命名
1、根据其催化底物来命名： 蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、果胶酶
2、根据其催化反应的性质来命名： 水解酶、合成酶、脱氢酶、转氨酶
3、综合以上2个原则（或加上酶的来源、性质） 来命名：
抑制
最适温度
失活
t/℃ 酶活性受温度影响示意图
失活
失活
酶活性受pH值影响示意图
低温、高温、过酸、过碱对酶活性的影响 一样的吗？
结论：
在最适宜的温度和最适宜的pH下，酶 的活性最高。温度和pH偏高或偏低， 酶的活性都会明显降低。过酸、过碱和 高温，都能使酶的分子结构遭到破坏而 失去活性，且不可逆。
影响酶促反应速率的因素： 酶
能引起发酵
其他科学家
胃蛋白酶等许多 酶也是蛋白质
少数酶是 RNA
切赫和奥特曼
请给酶下一个较完整的定义
酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，
酶的来源
酶的功能 酶的本质
其中绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。
2.归纳酶的本质及生理功能
化学本质 合成原料 合成场所
来源 作用 作用原理 作用场所
绝大多数是_蛋__白__质___